JP2757660B2 - 蓄熱式空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、昼間電力の抑制と平準
化対策に係り、蓄熱媒体を内蔵する蓄熱槽を備えた蓄熱
式空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は例えば特開平２−３３５７３号
公報に示された従来の蓄熱式空気調和装置の回路構成を
示すサイクル図であり、この回路は、圧縮機１、凝縮器
２、第１の減圧機構３、蒸発器４を順次接続して成る主
冷媒回路６と、蓄熱媒体７を内蔵する蓄熱槽８と、上記
蓄熱槽８の蓄熱媒体７と冷媒との熱交換を行う蓄熱用熱
交換器９と、上記蓄熱用熱交換器９を介して上記凝縮器
２と減圧機構３間の液ライン５ａとガスライン５ｂとの
冷媒の移動を可能にする第１のバイパス回路１０と、上
記第１のバイパス回路１０の液管１０ａに介設した第２
の減圧機構１１と、上記蓄熱槽８に蓄えられた蓄熱媒体
と冷媒とを熱交換させるために冷媒を循環させる冷媒ガ
スポンプ１３と、上記冷媒ガスポンプ１３を含み、これ
の入出力端をいずれも上記第１のバイパス回路１０のガ
ス管１０ｂに介設した第２のバイパス回路１２と、上記
第２のバイパス回路１２への冷媒の回り込みを制御する
開閉装置１４とから構成される。

【０００３】次に動作について説明する。上記各機器１
〜４は冷媒配管５により冷媒の流通が可能なように接続
されており、凝縮器２で室外空気との熱交換により得た
冷熱を蒸発器４で室内空気に付与する主冷媒回路６が構
成されている。一方、装置には蓄熱可能な蓄熱媒体７を
内蔵する蓄熱槽８が配置されていて、上記蓄熱槽８の内
部に冷媒と蓄熱槽８内の蓄熱媒体７との熱交換を行うた
めの蓄熱用熱交換器９が配置されている。通常の冷房運
転時（以下、一般冷房運転と称す）、上記第２の減圧機
構１１が閉じた状態で運転が行われ、冷媒は主冷媒回路
６内のみを循環する。即ち、圧縮機１からの吐出冷媒ガ
スが凝縮器２で凝縮され、第１の減圧機構３で断熱膨脹
し、低温の気液二相流体となって蒸発器４に入り、ここ
で周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発して圧縮機１
に戻るように循環する。また、夜間の電力負荷の小さい
時間帯を利用して上記蓄熱槽８に冷熱を蓄える蓄冷運転
時（以下、蓄冷運転と称す）には第１の減圧機構３が閉
じた状態で運転が行われる。即ち、圧縮機１からの吐出
冷媒ガスが凝縮器２で凝縮されて高温高圧の冷媒とな
り、第１のバイパス回路１０に流れて、第２の減圧機構
１１で断熱膨脹した後、蓄熱用熱交換器９にて蒸発する
ことより、蓄熱槽８内の蓄熱媒体７に冷熱を蓄える。蒸
発した後は開閉装置１４内を通り圧縮機１に戻る。そし
て、夜間に蓄熱槽８に蓄えた冷熱を利用する蓄冷熱回収
運転（以下、放冷運転と称す）として、上記圧縮機１の
停止時に冷媒ガスポンプ１３を運転させると、冷媒ガス
ポンプ１３により昇圧された低温低圧のガス冷媒は、蓄
熱用熱交換器９に入り、蓄熱媒体７に熱を与え、自身は
凝縮液化し、第２の減圧機構１１によって断熱膨脹し、
低温の気液二相流体となって蒸発器４に流れ込み、ここ
で周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発してガス化し
て再び冷媒ガスポンプに戻る。更に、本例は圧縮機１の
運転による一般冷房運転と同時に放冷運転を行うことが
できる。即ち、圧縮機１及び冷媒ガスポンプ１３がいず
れも作動した状態で運転が行われ、冷媒回路６で凝縮さ
れた冷媒が蒸発器４で蒸発する一方、バイパス回路１０
の蓄熱用熱交換器９で凝縮された冷媒が主冷媒回路６の
冷媒と合流して、共に蒸発器４で蒸発するように循環す
る。

【０００４】以上に示した圧縮機１と冷媒ガスポンプ１
３の同時運転、つまり一般冷房運転と放冷運転の混成運
転は、昼間の電力需要に対する負荷低減策として有効に
作用するものであるが、この従来例のように凝縮器２及
び蓄熱用熱交換器９で各々凝縮した冷媒を合流させ、同
一の蒸発器４で蒸発させる方法では、室内空気温度・室
外空気温度等の周囲環境条件の変動や蓄熱媒体の温度変
化による蓄熱用熱交換器側の負荷変動により、一般冷房
運転側と放冷運転側の所用冷媒量や冷凍機油量に不均衡
が生じ、その結果、運転状態の悪化による能力減少はも
とより、それぞれの回路で冷媒量の過不足による高圧上
昇や液バック、冷凍機油の枯渇による圧縮機軸受の焼付
き等、冷媒回路部品に直接損傷を与えるような危険性が
存在する。ここで、上記のような問題の解決策として、
圧縮機や冷媒ガスポンプの運転容量調節を行い、一般冷
房運転回路側の凝縮冷媒と放冷運転側（バイパス回路
側）の凝縮冷媒の流量比を調節するような方法が考えら
れるが、制御方法が複雑になり制御機器面での高コスト
化や制御回路の伝送線の増加が要求される、圧縮機や冷
媒ガスポンプの容量調節機構（例えばインバータ）の付
加が必要である、などの高コスト化が強いられるため、
あまり有効な方法であるとは言えない。また、蓄冷運転
・一般冷房運転・放冷運転の各々の運転モードに必要な
冷媒量には差があり、一般冷房運転と蓄冷運転に必要な
冷媒量が少なく、これに較べて放冷運転に必要な冷媒量
が比較的多いために、蓄冷運転時には全回路内の封入冷
媒量の大部分が余剰となり、次に放冷運転又は一般冷房
と放冷運転の混成運転モードに入るときは多量の冷媒量
を必要とすることから、回路内には一時的に冷媒を回収
・放出する機器の設置される必要が生じてくる。しか
し、従来の例ではこのような冷媒量調整を賄うことので
きる部分が存在せず、冷媒量調節の点からも実際の機器
応用は困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱式空気調和
装置は以上のように構成されているので、一般用冷房回
路と放冷用回路を同時に運転させる際に、各々の回路で
過冷却、減圧された冷媒は蒸発器で合流するために、周
囲環境条件や蓄熱用熱交換器側の負荷の変動により各々
の回路間の冷媒量や油量の変動（不均衡）が生じ、各々
の回路の運転の継続に支障を来すという問題があった。
また、各運転モードの必要冷媒量の差から生じる運転モ
ード毎の冷媒量変動に対し、これを調節する対策が為さ
れていないことから、特に蓄冷運転時などでは運転に支
障が生じ、実際の機器応用が困難であるという問題があ
った。

【０００６】本発明は上記のような問題点を解消するた
めに為されたもので、一般冷房用回路と放冷用回路を同
時又は個別に運転させる際に、双方の回路内の冷媒の過
不足による圧縮機の損傷や冷房能力の減少といった不具
合がなく、適正な冷媒量及び冷凍機油量に調節した状態
で運転を継続させることができる冷媒回収放出制御及び
油量制御の可能な蓄熱式空気調和装置を得ることを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蓄熱式空気
調和装置は上記目的を達成するために、圧縮機駆動によ
る一般冷房用回路と冷媒ポンプ駆動による放冷用回路を
それぞれ独立した回路として蒸発器を個別に設け、各々
の回路の液管及びガス管同志の冷媒移動を可能にしたバ
イパス回路をそれぞれ設け、蓄冷運転時には上記各バイ
パス回路を開路し、圧縮機、凝縮器、第１の減圧機構及
び蓄冷用熱交換器より成る蓄冷用回路を形成したもので
ある。

【０００８】また、蓄冷運転時には、逆止弁を介して第
２の減圧機構をバイパスする第３のバイパス回路と、開
閉装置を介し、放冷用回路の第２のガス管側に設けた冷
媒ガスポンプをバイパスする第４のバイパス回路と、第
１、第２の蒸発器の冷媒入口側にそれぞれ設けた開閉装
置とを備え、蒸発器入口側開閉装置をそれぞれ遮断する
と共に第１〜第４のバイパス回路を連通して蓄冷用回路
を形成する。

【０００９】また、一般冷房用回路と放冷用回路を同時
または個別に運転させる際、圧縮機または冷媒ポンプの
起動と同時に第１及び第２のバイパス回路に設けた開閉
装置のうち少くとも一方を開けて両回路間で冷媒を移動
させ、蓄冷用熱交換器の冷媒出口側或は凝縮器の冷媒出
口側の過冷却度、または第１或は第２の蒸発器の冷媒過
熱度を検知し、この過冷却度または過熱度が所定の値に
なったとき開閉装置を閉じる冷媒流量調節手段を設け
る。

【００１０】また、凝縮器出口から分岐して第１の減圧
機構をバイパスし、途中に受液器、第３の減圧機構及び
開閉装置を順次接続して成る第５のバイパス回路を設け
る。

【００１１】さらに、冷媒ガスポンプの入口側に設けた
アキュムレータ下部から開閉装置を介して、第１のバイ
パス回路と第４のバイパス回路の間のガス管にバイパス
させた第６のバイパス回路を有し、蓄熱槽に蓄冷熱を蓄
える蓄冷運転開始時から一定時間開閉装置を開くように
する。

【００１２】そして、第１及び第２の蒸発器のフィンを
共通化させ、一般冷房用回路及び放冷用回路の両回路分
の熱交換量を得ることのできる単一の熱交換器を具備し
たものである。

【００１３】

【作用】この発明における蓄熱式空気調和装置は、圧縮
機駆動による一般冷房用回路と冷媒ポンプ駆動による放
冷用回路をそれぞれ独立した回路として蒸発器を個別に
設け、各々の回路の液管及びガス管同志を連通して両回
路間の冷媒移動を可能にしたバイパス回路を設けている
ことにより、上記バイパス回路を開いた時のみ両回路間
の冷媒移動が可能で、蓄冷運転時には上記バイパス回路
を開き、圧縮機、凝縮器、第１の減圧機構及び蓄冷用熱
交換器より成る蓄冷用回路を形成して蓄熱槽に冷熱エネ
ルギーを蓄積する。また両冷房用回路を個別又は同時に
運転させる時は上記バイパス回路は閉じて運転するため
に、両回路に適正な冷媒量が確保されている場合は冷房
能力の減少や変動がない。

【００１４】また、一般冷房用回路と放冷用回路を同時
または個別に運転させる際、運転開始時に上記バイパス
回路を開いて回路間を冷媒移動させ、両回路内の冷媒量
を適正に調節する冷媒流量調節手段を設けているので、
例えば、一般冷房用回路に冷媒が過多になっているとき
はバイパス回路を通じて放冷側に冷媒を移動させ、放冷
用回路の過冷却度が適正になったところでバイパス回路
を遮断する。逆の場合には、一般冷房用回路の過熱度で
適正量の判断を行う。このため、両回路間に冷媒量の過
不足があった場合でも適正な量が確保されるように運転
し得る。

【００１５】ところが、蓄冷運転時には少量の冷媒量で
済むため、凝縮器出口に設けた受液器によって蓄冷運転
での所要量以外の冷媒を溜め、冷房運転時に放出するこ
とにより、各運転モード間の冷媒量の是正を行うことが
できる。

【００１６】また、冷凍機油が放冷用回路側のアキュム
レータ下部からガス管を経て、一般冷房用回路に連通可
能なバイパス回路を設け、蓄冷運転開始時から一定時
間、油が上記バイパス回路を経て一般冷房用回路側へ移
動可能とすることにより、圧縮機及び冷媒ガスポンプ間
の油の偏りを回避することができる。

【００１７】更に、一般冷房用回路と放冷用回路の独立
した各々の蒸発器のフィンを共通化させ、両回路分の熱
交換量を得ることのできる単一の熱交換器としているた
め、両回路が同時運転を行っているときは各々の所用の
伝熱効果が得られるが、双方の冷房用回路が単独で運転
する場合には運転を停止している側のフィンを利用でき
て前者の倍の伝熱面積が得られ、その結果熱交換量を高
めることができる。

【００１８】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の実施例１を図１〜図５に基い
て説明する。図１は本発明の請求項１、請求項２及び請
求項３の発明を適用した実施例１に係る蓄熱式空気調和
装置の全体構成を示す冷媒配管系統図である。図中、１
は圧縮機、２は凝縮器、３は第１の減圧機構、４ａは第
１の蒸発器、１５は第１のアキュムレータで、これらを
順次接続して一般冷房用回路１７を形成しており、上記
第１の蒸発器４ａを介して冷房を行う。

【００１９】１３は冷媒ガスポンプ、９は蓄冷用熱交換
器、１１は第２の減圧機構、４ｂは第２の蒸発器、１６
は第２のアキュムレータで、これらを順次接続して放冷
用回路１８を形成しており、上記第２の蒸発器４ｂを介
して冷房を行う。７は上記蓄熱用熱交換器９を介して蓄
冷する蓄熱媒体であり、８は上記蓄熱媒体７を内蔵する
蓄熱槽である。蓄熱媒体７は例えば水が用いられ、この
場合の蓄熱手段としては製氷により冷熱の大部分を潜熱
として蓄える。上記第１の蒸発器４ａ及び第２の蒸発器
４ｂは冷媒回路としては個々に独立しているが、熱交換
部分は同一の風路内或いは個々に独立した風路内の何れ
に設けられていても良い。

【００２０】１９は第１のアキュムレータ１５入口側の
第１のガス管１７ｂと第２のアキュムレータ１６入口側
の第２のガス管１８ｂとの間に介在する開閉装置２４の
開閉により冷媒の移動を可能にする第１のバイパス回
路、２０は第１の減圧機構３と第１の蒸発器４ａ間の第
１の液管１７ａと第２の減圧機構１１と第２の蒸発器４
ｂ間の第２の液管１８ａとの間に介在する開閉装置２５
の開閉により冷媒の移動を可能にする第２のバイパス回
路であり、これらのバイパス回路１９、２０は蓄冷運転
時の主回路になるとともに、一般冷房運転及び放冷運転
時の両回路間の冷媒移動用回路として使用される。

【００２１】２１は上記蓄冷用熱交換器９を介した該蓄
熱槽８への蓄冷運転時に逆止弁２３を介して上記第２の
絞り装置１１をバイパスする第３のバイパス回路、２２
は上記冷媒ガスポンプ１３出口と上記第２のアキュムレ
ータ１６入口間に開閉装置２６を介して設けられた第４
のバイパス回路、２７、２８は上記第１の蒸発器４ａ及
び第２の蒸発器４ｂの入口にそれぞれ設けられた開閉装
置である。

【００２２】図２は主として深夜電力時間帯の運転とな
る蓄冷運転時の動作を示す回路図であり（破線矢印が冷
媒の流れ方向を示す）、開閉装置２７、２８を閉じ、開
閉装置２４、２５、２６を開き、冷媒ガスポンプ１３を
停止したまま圧縮機１を運転させると、圧縮機１から吐
出する高温高圧のガス冷媒は凝縮器２で放熱、自身は凝
縮液化し、第一の減圧機構３で断熱膨張し、低温の気液
二相流体となった後第２のバイパス回路２０を経て放冷
用回路１８内の第２の液管１８ａに入り、第３のバイパ
ス回路２１内の逆止弁２３を経由して蓄熱用熱交換器８
に入り、蓄熱媒体７から熱を奪い、自身は蒸発ガス化す
る。その後、第４のバイパス回路２２と第１のバイパス
回路１９を経て再び一般冷房用回路１７の第１のガス管
１７ｂに戻り、第１のアキュムレータ１５を経て、最後
に圧縮機１に戻る。かかる動作により蓄熱媒体７を凍結
させるなどにより低温の冷熱を蓄える。

【００２３】また、上記蓄冷運転終了の後、一般冷房運
転または蓄熱利用による放冷運転、或いは両者の同時運
転を行う時は、図３に示すように開閉装置２４、２５、
２６を閉じ、かつ開閉装置２７、２８を開き、圧縮機１
と冷媒ガスポンプ１３を個々又は同時に運転させる。ま
ず、一般冷房用回路１７を運転する時は（実線矢印が冷
媒の流れ方向を示す）、圧縮機１からの高温高圧の吐出
冷媒ガス凝縮器２で凝縮され、第１の減圧機構３で断熱
膨張し、低温の気液二相流体となって第１の蒸発器４ａ
に入り、ここで周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発
して第１のアキュムレータ１５に入った後、圧縮機１に
戻るように循環する。次に、放冷用回路１８を運転する
時は（一点鎖線矢印が冷媒の流れ方向を示す）、冷媒ガ
スポンプ１３によって昇圧された低温低圧のガス冷媒
は、蓄冷用熱交換器９に入り、蓄熱媒体７に熱を与え、
自身は凝縮液化し、第２の減圧機構１１によって断熱膨
張し、低温の気液二相流体となって第２の蒸発器４ｂに
流れ込み、ここで周囲より熱を奪って冷房するとともに
自身は蒸発してガス化し、第２のアキュムレータ１６を
経た後、再び冷媒ガスポンプ１３に戻る。上記例は冷媒
ポンプがガスポンプとして使用される場合を示したが、
ポンプを蓄冷用熱交換器９出口の液管に設置して冷媒液
ポンプとして用いても良い。更に、一般の、放冷の両冷
房運転を行う時は、両回路間のバイパス回路１９、２０
を遮断しているために各々の冷凍サイクルは互いに独立
し、両者間の冷媒或いは冷凍機油の移動はない。従っ
て、双方のサイクルに適正な冷媒量及び油量が確保され
ているときは能力の減少や変動、冷凍機油の減少による
圧縮機トラブル等がない。

【００２４】上記のように、圧縮機駆動による一般冷房
用回路と冷媒ポンプ駆動による放冷用回路をそれぞれ独
立した回路としたことにより、従来例のような凝縮器及
び蓄熱用熱交換器で各々凝縮した冷媒を合流させて同一
の蒸発器で蒸発させる方法による一般冷房運転側と放冷
運転側の所要冷媒量や冷凍機油量の不均衡、運転状態の
悪化による能力減少、冷媒量の過不足による高圧上昇や
液バック、冷凍機油の枯渇による圧縮機軸受の焼付き、
といった問題が解消される。また、一般冷房・放冷の個
々の冷房運転を任意に行うことができる。

【００２５】図４、図５は一般冷房・放冷の冷房運転
時、各々の回路内の冷媒量に過不足が生じたときの冷媒
移動方法の一例を示す動作図である。図４は一般冷房用
回路内の冷媒が余剰、放冷用回路が不足の時の動作を示
しており（太線矢印が冷媒移動方向を示す）、第１のバ
イパス回路１９内の開閉装置２４と第２のバイパス回路
２０内の開閉装置２５を開くことによって冷媒は放冷回
路側に移動する。放冷回路側の冷媒の充足は蓄冷用熱交
換器９の出口側配管９ａの冷媒過冷却度がある一定の値
に増加した時点或いは第２の蒸発器４ｂの出口側配管４
ｄの冷媒過熱度がある一定の値に減少した時点で判断
し、上記冷媒過冷却度又は冷媒過熱度の検知信号を判断
機構３６が受けて冷媒の充足を確認した後上記開閉装置
２４、２５を閉とする指令により該開閉装置を閉じて冷
媒の移動を遮断する。図５は前者の逆であり、一般冷房
用回路内の冷媒が不足、放冷用回路が余剰の時の動作を
示しており（太線矢印が冷媒移動方向を示す）、第１の
バイパス回路１９内の開閉装置２４と第２のバイパス回
路２０内の開閉装置２５を開くことによって冷媒は一般
冷房用回路側に移動する。一般用回路側の冷媒の充足は
第１の蒸発器４ａの出口側配管４ｃの冷媒過熱度がある
一定の値に減少した時点或いは凝縮器２の出口側配管２
ａの冷媒過冷却度がある一定の値に増加した時点で判断
し、上記冷媒過熱度又は冷媒過冷却度の検知信号を判断
機構３６が受けて冷媒の充足を確認した後上記開閉装置
２４、２５を閉とする指令により該開閉装置を閉じて冷
媒の移動を遮断する。かかる冷媒量調整を行うことによ
って、両回路間に冷媒量の過不足があった場合でも適正
な量が確保されるように運転し得る。冷媒量の不均衡は
周囲環境条件や蓄冷用熱交換器側の負荷の変動により徐
々に生じるが、この他に蓄冷運転終了後の一般冷房又は
放冷運転の立上げ時などは両回路間の冷媒量は適正から
ほど遠いと言える。このような不均衡の是正には上記の
如き調整運転が不可欠である。

【００２６】実施例２．以下、本発明の実施例２を図６
に基いて説明する。なお図中、従来例又は実施例１と同
一部分には同一符号を付し、説明を省略する。図６は本
発明の請求項４の発明を適用した実施例２に係る蓄熱式
空気調和装置の全体構成を示す冷媒配管系統図である。
図中、２９は凝縮器２出口から分岐して第１の減圧機構
３をバイパスする第５のバイパス回路で、途中に受液器
３０、第３の減圧機構３１及び開閉装置３２を順次接続
して構成される。

【００２７】上記でも述べたように、蓄冷運転・一般冷
房運転・放冷運転の各々の運転モードにおける必要冷媒
量には多少の差がある。即ち、一般冷房運転と蓄冷運転
の必要冷媒量は少なく、これに較べて放冷運転の必要冷
媒量が比較的多いために、蓄冷運転時には全回路内の封
入冷媒量の大部分が余剰となり、次に放冷運転又は一般
冷房と放冷運転の同時運転モードに入るときは多量の冷
媒量を必要とすることから、回路内には一時的に冷媒を
回収・放出する機器の設置される必要が生じてくる。本
実施例は冷媒回収機器として凝縮液を溜める受液器を用
いた場合を示しており、上記のような要求に対処するこ
とができる。蓄冷運転時は、開閉装置３２を閉じ、受液
器を満液状態にして液冷媒を第１の減圧機構３に送り込
み、断熱膨張させる。この時、全回路内の冷媒量から蓄
冷運転所要量を減じた量の冷媒を受液器３０内に溜め
る。次に、一般冷房及び放冷運転時には、開閉装置３２
を開き、受液器３０を空状態にして液冷媒を第３の減圧
機構３１に送り込み、断熱膨張させる。この時は両回路
内の冷媒量調節が必要になるが、上記受液器３０は一般
冷房用回路の高圧側に設置されているため一般冷房回路
から放冷回路への冷媒移動は容易であり、実施例１で示
した第１及び第２のバイパス回路を使った冷媒量調節手
段により、各冷媒回路内の冷媒量を適正量に調整する。

【００２８】実施例３． 以下、本発明の実施例３を図７に基いて説明する。なお
図中、従来例又は実施例１と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。図７は本発明の請求項５の発明を
適用した実施例３に係る蓄熱式空気調和装置の全体構成
を示す冷媒配管系統図である（太線矢印は冷凍機油の流
れ方向を示す）。図中、３３は第２のアキュムレータ１
６下部から開閉装置３４を介して、第１のバイパス回路
１９と第４のバイパス回路２２の間の第２のガス管１８
ｂにバイパスさせた第６のバイパス回路であり、蓄熱槽
８に冷熱を蓄える蓄冷運転開始時から一定時間上記開閉
装置３４を開くようにしている。これは一般に蓄冷運転
時に放冷用回路側の大きな伝熱面積を有する蓄冷用熱交
換器９に冷凍機油が偏る傾向があるため、放冷運転中に
第２のアキュムレータ１６に溜まった油を一般冷房用回
路側に返す必要があるためで、本実施例３により圧縮機
及び冷媒ガスポンプ間、特にガスポンプ側への油の偏り
を回避することができる。

【００２９】実施例４．以下、本発明の実施例４を図
８、図９に基いて説明する。図８は本発明の請求項６の
発明を適用した実施例４に係る蓄熱式空気調和装置の蒸
発器の構成を示す模式図であり、３５は一般冷房用回路
１７と放冷用回路１８の両回路について共通化したフィ
ンであり、全体は上記一般用回路１７及び放冷用回路１
８の両回路分の熱交換量を得ることのできる単一の熱交
換器を示している。図９は上記実施例１で示した、個々
の回路の蒸発器が独立した熱交換器形態である。上記一
般冷房用回路１７と放冷用回路１８の両回路が同時運転
を行っているときはそれぞれの熱交換量に差はないが、
各々が単独運転するときは、図８のような共通フィンを
用いた場合、運転を停止している側のフィンも含めて倍
の伝熱面積が得られ、その結果、単独運転時の熱交換量
を高めることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の蓄熱式空気調和
装置では、圧縮機駆動による一般冷房用回路と、冷媒ポ
ンプ駆動による放冷用回路をそれぞれ独立した回路とし
て蒸発器を個別に設け、各々の回路の液管及びガス管同
志の冷媒移動を可能にしたバイパス回路をそれぞれ設け
た構成としたことにより、上記一般冷房用回路及び放冷
用回路を互いに遮断した状態で個別又は同時に運転させ
る時は、両回路に適正な冷媒量が確保されている場合、
各々の冷房能力の減少や冷凍機油の偏りといった問題が
なく、安定した状態で運転を継続することができ、信頼
性の高い空気調和装置の得られる効果がある。そして、
負荷変動に応じて一般冷房用回路側と放冷回路側の冷媒
流量比を調節するための圧縮機や冷媒ポンプの容量調節
装置を設ける必要がないため、装置が安価にできる効果
がある。また、一般冷房運転側と放冷運転側のいずれか
の配管にガス洩れなどの支障が生じた場合でも、応急的
に他方の冷房回路を使った簡易冷房運転も可能であるた
め、市場における品質面での向上が見られる。

【００３１】また、一般冷房用回路と放冷用回路を同時
または個別に運転させる際、運転開始時に上記バイパス
回路を開いて回路間を冷媒移動させ、両回路内の冷媒量
を適正に調節する冷媒流量調節手段を用いているため、
両回路間に冷媒量の過不足があった場合でも適正な量が
確保されるように運転し得る効果がある。

【００３２】また、各運転モードの必要冷媒量変化に対
応するために、一時的に冷媒を回収・放出する機器とし
て、受液器を凝縮器出口に設けている。これにより、各
運転モード間の冷媒量の是正を行うことができ、実際の
製品化において非常に有効な手段である。

【００３３】冷媒回路内の油量変動対策としては、油が
放冷用回路側のアキュムレータ下部からガス管を経て、
一般冷房用回路に連通可能なバイパス回路を設け、蓄冷
運転開始時から一定時間上記バイパス回路を経て油が放
冷側から一般冷房用回路側に移動可能にしたので、圧縮
機及び冷媒ガスポンプ間の油の偏りを無くし、油の枯渇
による圧縮機軸受の焼損等のトラブルを回避することが
できる。

【００３４】更に、一般冷房用回路と放冷用回路の独立
した各々の蒸発器のフィンを共通化させたことにより、
双方の冷房用回路が単独で運転する場合にでも、運転を
停止している側のフィンを利用して熱交換量を高めるこ
とができ、利用価値の高い熱交換器の得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による蓄熱式空気調和装置の
冷媒配管系統図である。

【図２】本発明の実施例１による蓄熱式空気調和装置の
蓄冷運転時の動作を示す回路図である。

【図３】本発明の実施例１による蓄熱式空気調和装置の
一般冷房・放冷運転時の動作を示す回路図である。

【図４】本発明の実施例１による蓄熱式空気調和装置の
冷媒移動の方法を示す動作図である。

【図５】本発明の実施例１による蓄熱式空気調和装置の
冷媒移動の方法を示す動作図である。

【図６】本発明の実施例２を示す蓄熱式空気調和装置の
冷媒配管系統図である。

【図７】本発明の実施例３を示す蓄熱式空気調和装置の
冷媒配管系統図である。

【図８】本発明の実施例４による蓄熱式空気調和装置の
蒸発器の構成を示す模式図である。

【図９】本発明の実施例４による蓄熱式空気調和装置の
蒸発器の構成を示す模式図である。

【図１０】従来の蓄熱式空気調和装置の冷媒配管系統図
である。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 凝縮器、２ａ 凝縮器の冷媒出口側配
管、３ 第１の減圧機構、４ 蒸発器、４ａ 第１の蒸
発器、４ｂ 第２の蒸発器、４ｃ 第１の蒸発器出口側
配管、４ｄ 第２の蒸発器出口側配管、７ 蓄熱媒体、
８ 蓄熱槽、９蓄冷用熱交換器、９ａ 蓄冷用熱交換器
の冷媒出口側配管、１１ 第２の減圧機構、１３ 冷媒
ポンプ、１５ 第１のアキュムレータ、１６ 第２のア
キュムレータ、１７ 一般冷房用回路、１７ａ 第１の
液管、１７ｂ 第１のガス管、１８ 放冷用回路、１８
ａ 第２の液管、１８ｂ 第２のガス管、１９ 第１の
バイパス回路、２０ 第２のバイパス回路、２１ 第３
のバイパス回路、２２第４のバイパス回路、２３ 逆止
弁、２４、２５、２６、２７、２８ 開閉装置、２９
第５のバイパス回路、３０ 受液器、３１ 第３の減圧
機構、３２ 開閉装置、３３ 第６のバイパス回路、３
４ 開閉装置、３５ フィン、３６ 判断機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜 宏明 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 株式会社 和歌山製作所内 (72)発明者 宮本 守也 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 株式会社 和歌山製作所内 (72)発明者 中田 浩 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 株式会社 和歌山製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−182538（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−191231（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−33573（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 5/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、第１の減圧機構、及び
   第１の蒸発器を順次接続して成り、上記第１の蒸発器を
   介して冷房を行う一般冷房用回路と、冷媒ポンプ、蓄冷
   用熱交換器、第２の減圧機構、及び第２の蒸発器を順次
   接続して成り、上記第２の蒸発器を介して冷房を行う放
   冷用回路と、上記蓄熱用熱交換器を介して蓄冷する蓄熱
   媒体を内蔵する蓄熱槽と、上記一般冷房用回路側の第１
   のガス管と上記放冷用回路側の第２のガス管との間に開
   閉装置を設け、該開閉装置の開閉により冷媒の移動を可
   能にする第１のバイパス回路と、第１の減圧機構と第１
   の蒸発器間の第１の液管と第２の減圧機構と第２の蒸発
   器間の第２の液管との間に開閉装置を設け、該開閉装置
   の開閉により冷媒の移動を可能にする第２のバイパス回
   路とを備え、上記一般冷房用回路と上記蓄熱槽に蓄積さ
   れた冷熱エネルギーを利用して冷房運転を行う上記放冷
   用回路を運転させる際、上記第１及び第２のバイパス回
   路に設けた開閉装置を共に遮断して個々の冷房用回路を
   独立して運転させ、また上記蓄熱槽への蓄冷運転時に
   は、上記第１、第２のバイパス回路の各開閉装置を開放
   して、上記圧縮機、凝縮器、第１の減圧機構、及び蓄冷
   用熱交換器より成る蓄冷用回路を形成したことを特徴と
   する蓄熱式空気調和装置。
2. 【請求項２】 逆止弁を介して第２の減圧機構をバイパ
   スする第３のバイパス回路と、開閉装置を介し、放冷用
   回路の第２のガス管側に設けた冷媒ガスポンプをバイパ
   スする第４のバイパス回路と、第１、第２の蒸発器の冷
   媒入口側にそれぞれ設けた開閉装置とを備え、蒸発器入
   口側開閉装置をそれぞれ遮断すると共に第１〜第４のバ
   イパス回路を連通して蓄冷用回路を形成したことを特徴
   とする請求項第１項記載の蓄熱式空気調和装置。
3. 【請求項３】 一般冷房用回路と放冷用回路を同時また
   は個別に運転させる際、圧縮機または冷媒ポンプの起動
   と同時に第１及び第２のバイパス回路に設けた開閉装置
   のうち少くとも一方を開けて両回路間で冷媒を移動さ
   せ、蓄冷用熱交換器の冷媒出口側或は凝縮器の冷媒出口
   側の過冷却度、または第１或は第２の蒸発器の冷媒過熱
   度を検知し、この過冷却度または過熱度が所定の値とな
   ったとき開閉装置を閉じる冷媒流量調節手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の蓄熱式空気調和装
   置。
4. 【請求項４】 凝縮器出口から分岐して第１の減圧機構
   をバイパスし、途中に受液器、第３の減圧機構及び開閉
   装置を順次接続して成る第５のバイパス回路を備えたこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の蓄熱式空気調和装
   置。
5. 【請求項５】 冷媒ガスポンプの入口側に設けたアキュ
   ムレータ下部から開閉装置を介して、第１のバイパス回
   路と第４のバイパス回路の間のガス管にバイパスさせた
   第６のバイパス回路を有し、蓄熱槽に蓄冷熱を蓄える蓄
   熱運転開始時から一定時間開閉装置を開くようにしたこ
   とを特徴とする請求項第２項記載の蓄熱式空気調和装
   置。
6. 【請求項６】 第１及び第２の蒸発器のフィンを共通化
   させ、一般冷房用回路及び放冷用回路の両回路分の熱交
   換量を得ることのできる単一の熱交換器を具備したこと
   を特徴とする請求項第１項記載の蓄熱式空気調和装置。